JPS63299805A - 継目無管の穿孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は継目無管用素材である中実ビレットに対する高
加工度で、且つ薄肉とする穿孔圧延工程を含む継目無管
の穿孔方法に関する。

〔従来技術〕

継目無管の製造方法として従来から最も一般的に採用さ
れている方法としてマンネスマン−プラグミル法、或い
はマンネスマン−マンドレルミル法があるが、これらの
方法は加熱炉で所定の温度に加熱した中実とレットを穿
孔圧延機により穿孔して中空棒状のホローピースとし、
これをプラグミル又はマンドレルミルなどの延伸圧延機
により主として肉厚を減じてホローシェルとし、次いで
サイプ又はストレッチレデューサなどの絞り圧延けによ
り主として外径を減じて所定寸法の継目無管を得ること
としている。

このような継目無管の製造工程中の、特に穿孔圧延方法
に特徴を有する本発明者の先行発明である特開昭５７−
１６８７１１号の技術内容について以下に説明する。

この先行発明は、ビレット及びホローピースが通過する
パスラインを挟んで左右または上下に対設された両端支
持のコーン型ロールの傾斜角（ロールの軸芯線がパスラ
インの水平面または垂直面に対してなす角度）βと該ロ
ールの交叉角（ロールの軸芯線がパスラインの垂直面ま
たは水平面に対してなす角度）γとを ３″くβ〈２５＠ ３＠くγ＜２５＠ １５＠＜β＋γ＜４５゜ の範囲に保持し、前記ロール相互間にあってパスライン
を挟んで上下または左右に対設されたディスクロール面
でビレット及びホローピースを押圧しながら穿孔圧延を
行う方法である。

この先行発明はマンネスマン穿孔法の穿孔原理を根本的
に否定するものであり、従来のマンネスマン穿孔法が、
所謂回転鍛造効果（マンネスマン効果）を利用して穿孔
する穿孔圧延法であるのに対し、 ■　回転鍛造効果（マンネスマン効果）の発生を極力抑
制し、 ■　穿孔過程で発生する円周方向剪断変形γγθ及び表
面捩れ剪断変形Ｔθ！をも可能な限り抑制し、傾斜圧延
でありながら押出し製管法と同等、又はこれに準するメ
タルフローを実現することをその技術的内容としたもの
であった。

これを実現するための穿孔圧延機は高交叉角。

高傾斜角穿孔を可能とした構造であり、ロール形状はコ
ーン型に、またガイドシュに代えてディスクロールを採
用した。これによって回転鍛造効果（マンネスマン効果
）を殺して内部疵の発生（ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ）を抑
制し、特に円周方向剪断変形Ｔγθの剪断応力場を解放
して内部疵の発達（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）を抑制し
た結果、従来ユジーン押出し製管法に頬らざるを得なか
った快削鋼、ステンレス鋼は勿論、インコロイ、ハステ
ロイなどの高合金、超合金等、所謂難加工性材料に対す
る製管が可能となりつつある。

また内部にセンタポロシティのある連続鋳造丸鋳片でも
内部欠陥を発生することなく製管可能となり、製造コス
ト等の合理化便益はきわめて大きなものがあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで一般の穿孔圧延の前、後における材料の長さの
比である穿孔比はたかだか３．０〜３．３程度であり、
また同じく材料の外径（直径）の比である拡管比はたか
だか１．０５〜１．０８程度であるが、本発明者の先行
発明もかかる常識的な範囲で発明されたものであった。

穿孔前の中実ビレットの外径をｄｏ、長さを１０゜穿孔
後のホローピースの外径をｄ、長さをｌ、肉厚をｔとし
て穿孔比゛、拡管比は次のとおりに表さ拡管比はｄ／ｄ
０ 穿孔比、拡管比がこれ以上に過大になる場合には回転鍛
造効果が過大に現れ、穿孔時の円周方向剪断応力場も更
に苛酷になるので内部疵の発生が不可避的であるとされ
ており、かかる場合には穿孔圧延機を２台使用する二重
穿孔方式の採用を余儀なくされていた。

即ち第１穿孔圧延機で孔を穿け、第２穿孔圧延機で更に
延伸圧延して肉厚を減じたり（この場合の第２穿孔圧延
機をロータリエロンゲータと称する）、或いは３０〜５
０χの拡管圧延を行って肉厚を減することが行われて来
た（この場合の第２穿孔圧延機をロータリエキスパンダ
と称する）。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは前記２台の穿孔圧延機における加工
を１台の穿孔圧延機で実現することを狙うと共に、更に
発展させて継目無管の製造プロセスにおける全加工量の
９０〜９５％を交叉型穿孔圧延機１台で実現することを
狙っており、これによって従来の製造プロセスの抜本的
な合理化を図らんとするにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明方法は、パスラインを挟んで対設された両端支持
のコーン型ロールの傾斜角β及び交叉角γを ８°≦β≦２０″ ５ρ≦γ≦３５゜ １５°≦β＋Ｔ≦５０＠ の範囲に保持し、また前記コーン型のロールのゴージ部
直径りと中実ビレット直径ｄ０との間に２．５≦Ｄ／ｄ
０≦４．５ なる関係を満足させる。

〔作用〕

本発明はこれによって高加工度で、且つ薄肉とする穿孔
圧延を行い得、継目無管の製造工程の殆どを一工程にて
行うことが可能となる。

〔穿孔圧延内容〕

以下高加工度、薄肉穿孔を達成するうえでの加工条件等
を本発明者が行った実験結果に基づき具体的に説明する
。

本発明者は前述した先行発明に関する穿孔圧延機を用い
てロールのゴージ部直径と中実ビレット直径の比が回転
鍛造効果に及ぼす影響、或いはゴージ部直径と中実ビレ
ット直径との比が円周方向剪断変形γアθに及ぼす影響
を調査し、内面疵の発生（ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ）を抑
制出来、また内面疵の発達（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）
を抑制し得る値を求めた。

（実験１） 直径７０ｍの中実ビレットをプラグを用いない状態で前
述した穿孔圧延機に通し、直径を７〜９％低減せしめた
後、その中央部から試験片を削り出し、この試験片を用
いて引張試験を行い、ロールのゴージ部直径、ロール傾
斜角が回転鍛造効果に及ぼす影響を調査した。これは回
転鍛造効果が現れるとボイドが現れ、結果的に引張試験
の伸び、或いは絞りで表せる延性が劣化する関係にある
からである。

圧延の諸条件 ロールの交叉角γ：　２０　” ロールの傾斜角β：　６　’、　　８　”、　１０”、
　１２”。

１４＠、１６°、　１８゜ ロールゴージ部直径り：２００鶴、２５０鶴、３００龍
。

３５０ｍ、４００ｍ 中実ビレット直径ｄｏニア０龍 結果は第１図に示す通りである。

第１図は横軸に傾斜角βを、また縦軸に絞り（％）をと
って示しである。グラフ中○印でプロットしたのはロー
ルゴージ部直径Ｄ　：　　２００ｗｍ、　Ｄ／ｄｏｓ２
．８６、また０印でプロットしたのはＤ：２５０１１１
、　　Ｄ　／　ｄ　ｏ　　：　３．５７、Δ印でプロッ
トしたのはＤ：３００鶴、　　Ｄ／ｄｏ　　：４．２９
、・印でプロットしたのはＤ　：　３５０ｍｍ、　Ｄ／
　ｄ　ｏ　　：　５．００、■印でプロットしたのはＤ
：４００龍、Ｄ／ｄＯ：５．７１の場合の各結果を示し
ている。

このグラフから明らかな如く、同一中実ビレット直径に
対してロール傾斜角βが大きいほど、またロールゴージ
部直径りが小さいほど回転鍛造効果を抑制出来ることが
解る。

（実験２） 圧延の諸条件 交叉角γ、ロールゴージ部直径りを固定しておき、中実
ビレット直径ｄ０．ロール傾斜角βを変化させて実験１
と同様の実験を行った。

ロールの交叉角γ：　２０　’ ロールの傾斜角β：６°、８”、１０°、１２°。

１４°、１６”、１８” ロールゴージ部直径り：３００龍 中実ビレット直径ｄ　ｏ　　：　５５ｍ、　６０Ｉｎ、
　６５ｍ、　１０ｍｍ。

７５讃會、　　８０重重 結果は第２図に示す通りである。第２図は横軸に傾斜角
（β）を、また縦軸に絞り（％）をとって示しである。

グラフ中Ｏ印でプロットしたのは中実ビレット直径ｄ　
ｏ　　：　８０１１１．　　Ｄ　／　ｄ　ｏ　　：　３
，７５．０印でプロットしたのは中実ビレット直径ｄ０
　ニア５龍、　　Ｄ／ｄｏ　　：４．ｏｏ、Δ印でプロ
ットしたのは中実ビレット直径ｄｏ　　ニア０ｍ＋、　
　Ｄ／ｄｏ　　ｓ４．２９、・印でプロットしたのは中
実ビレット直径ｄ、：６５ｗ、Ｄ　／　ｄ　ｏ　　：　
４．６２、■印でプロットしたのは中実ビレット直径ｄ
Ｏ：６０鶴、　　Ｄ／ｄａ　　：ｓ、ｏｏ、ム印でプロ
ットしたのは中実ビレット直径ｄ０　：５５鶴、Ｄ／ｄ
ｏ　　：５．４５の各結果を示している。

このグラフから明らかなように、回転鍛造効果に及ぼす
中実ビレット直径ｄ０の影響はより顕現化しており、同
一ロールゴージ部直径りに対して中実ビレット直径ｄ０
が大きいほど回転鍛造効果をより一層抑制し得ることが
解る。

（実験３） ロール交叉角Ｔ、中実ビレット直径ｄ、を固定し、ロー
ルゴージ部直径り、ロール傾斜角βを変えて、ロールゴ
ージ部直径り、ロール傾斜角βか穿孔後の円周方向剪断
変形γγθに及ぼす影響についての実験を行った。

穿孔圧延の諸条件 ロール交叉角γ：２０＠ ロール傾斜角β：６’、８°、１０”、１２°、１４°
。

１６＠、１８” ロールゴージ部直径Ｄ　：　　２００ｍ１１，２５０鶴
、３００鶴。

３５０１寵、４０（Ｉｎ 中実ビレット直径ｄ０ニア０１１ 穿孔比：４．５ 拡管比：　１．０３〜１．０５ 結果は第３図に示す通りである。第３図は横軸に傾斜角
βを、また縦軸に円周方向剪断歪ｙ７θをとって示しで
ある。

グラフ中■印でプロットしたのはゴージ部直径り：４０
０鶴、Ｄ／ｄｏ　　：５．７１、・印でプロットしたの
はＤ：３５０鶴、Ｄ／ｄ（１：５．ＯＯ１Δ印でプロッ
トしたのはＤ　：　３００１ｕ、　Ｄ／　ｄｏ　　：　
４．２９、目印でプロットしたのはＤ　：　　２５０ｕ
＋、　　Ｄ／　ｄｏ　　：　３．５７、Ｑ印でプロット
したのはＤ：２００鰭、　Ｄ／ｄ０　：２．８６の場合
の各結果を示している。

このグラフから明らかな如く同一中実ビレット直径ｄ０
に対してロール傾斜角βが大きいほど、またロールゴー
ジ部直径りが小さいほど穿孔後の円周方向剪断変形γｒ
ｅの発達を抑制し得ることが解る。

（実験４） 穿孔圧延機の諸条件 ロール交叉角γ、ロールゴージ部直径りを固定して中実
ビレット直径ｄｌｌ＋　　ロール傾斜角βを変化させ、
ビレット直径ｄＯｒ　ロール傾斜角βが穿孔後の円周方
向剪断変形Ｔγθに及ぼす影響について実験を行った。

ロール交叉角γ：２０゜ ロール傾斜角β：６°、８＠、１０°、１２＠、１４°
。

１６＠、１Ｂ” ロールゴージ部直径り：３００鶴 中実ビレット直径ｄｏ　　：５５ｍ、６０ｍ、６５鶴、
７０鶴。

７５鰭、８０■− 結果は第４図に示すとおりである。第４図のグラフは横
軸に傾斜角βを、また縦軸に円周方向剪断歪γγθをと
って示しである。グラフ中ムでプロットしたのは中実ば
レット直径ｄｏ　　：５５１ｍｍ、　　Ｄ／ｄｏ　　：
５，４５、■印でプロットしたのは中実ビレット直径ｄ
ｏ：６０鶴、Ｄ／ｄｏ　　：５．ＯＯｌ・印でプロット
したのは中実ビレット直径ｄ　ｏ　　：６５ｍ、Ｄ　／
ｄ　ｏ　　：　４．６２、Δ印でプロットしたのは中実
ビレット直径ｄｏニア０鶴、　　Ｄ／ｄＯ：４．２９、
目印でプロットしたのは中実ビレット直径ｄｏ　　ニア
５ｍ、Ｄ／ｄ　ｏ　　：　４．００、○印でプロットし
たのは中実ビレット直径ｄ　ｏ　　ｓ　８０＠ｍ、　Ｄ
　／　ｄ　ｏ　　ｓ　３．７５の場合の各結果を示して
いる。

このグラフから明らかなように同一ロールゴージ部直径
りにおいては中実ビレット直径ｄ０が大きいほど円周方
向剪断変形Ｔγθが顕著に抑制されることが解る。

以上４つの実験を総合的に勘案して、本発明者は次の結
論を得た。

回転鍛造効果を抑制して内面疵の発生（ｉｎｉｔｉａｔ
ｉｏｎ）を抑制し、内周方向剪断変形を抑制して内面疵
の発達（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）を抑制し、ステンレ
ス鋼、高合金鋼など難加工性材料の高加工度薄肉穿孔を
実現するためには高交叉角、高傾斜角の穿孔条件のほか
ロールゴージ部直径りと中実ビレット直径ｄ０との比を
次の如く適正化することが極めて有効である。

２．５≦Ｄ／ｄ、≦４．５　　・・・（１）Ｄ　／　ｄ
　ａ≦４．５としたのはＤ　／　ｄ　６　＞４．５にな
ると回転鍛造効果（マンネスマン効果）が現れ易く、ま
た穿孔過程でも円周方向剪断応力場が現れ易い傾向にあ
り、ステンレス鋼、高合金鋼など難加工性材料の穿孔、
特に高加工度の薄肉穿孔は困難となり、内面圧やラミネ
ーション（肉厚中央の割れ）を発生しやすくなることに
よる。

また、Ｄ／ｄ０≧２．５としたのはＤ／ｄｏ　＜　２．
５では中実ビレット直径ｄ０に対してロールゴージ部直
径りが小さくなり過ぎる結果、ロール軸径も構造的に小
さくなり過ぎ、穿孔荷重に耐え得る軸受が得られないこ
とによる。即ち上限は作用効果の観点から決まり、下限
は機械強度上の制約から決まる。

なお上述した如き高加工度で、薄肉とする穿孔圧延では
前述したように回転鍛造効果が一層強く現れ、穿孔中の
円周方向剪断変形γγθのメタルフローも大きくなって
剪断応力場も苛酷になり、内面圧やラミネーションを発
生し易くなる。これを抑制するため本発明者は傾斜角β
、交叉角Ｔ及びその和β＋Ｔのとり得る範囲につき実験
した結果、次の結論を得た。

即ち、低合金鋼からステンレス鋼までの高加工度薄肉穿
孔を実施する場合には ８′≦β≦２０″　　　　　・・・（２）５　≦γ≦３
５″　　　　　　　・・・（３）１５°≦β＋γ≦５０
″　　　・・・（４）特に難加工性材料の高合金鋼を高
加工度で、且つ薄肉とする穿孔圧延を実施する場合には
ｔｏ’≦β≦２０°　　　　・・・（２′）２５’≦γ
≦３５″　　　　　・・・（３′）３５’≦β＋γ≦５
０″　　　・・・（４′）である。

先行発明では傾斜角β、交叉角γとその和β＋γの数値
範囲については主として機械構造上の制約からその上限
が決定されたが、後述する如く本発明では入口側のロー
ル軸端の支持構造の改善によりβＩＴＩ　β＋γについ
ての機械構造上の制約が緩和され、上限も下限と同様に
円周方向剪断変形γγθの観点から決定された。

即ちγ≦３５°としたのはγ〉３５°になると円周方向
剪断変形Ｔγθのメタルフローがオーバシュートして逆
向きのメタルフローが出現して来るからである。また傾
斜角βについても交叉角γの上限が２５°から３５″ま
で大幅に拡大された結果、β〉２０°になると逆向きの
メタルフローが出現することによる。傾斜角βと交叉角
γの和の上限についても同様である。

なお傾斜角β、交叉角γ、及びその和β＋Ｔの下限は回
転鍛造効果（マンネスマン効果）と円周方向剪断変形に
起因する内面圧の発生を防止出来る限界を考慮して決め
られる。

本発明により、穿孔比は４．０以上、または拡管比は１
．１５以上、または肉厚／外径比を６．５％以下の高加
工度、薄肉穿孔圧延が可能となる。

〔本発明方法を実施する装置例〕

以下本発明の実施に使用される穿孔圧延機の構成につい
て、高穿孔比、高拡管比の高加工度で、且つ薄肉穿孔圧
延の場合を例に説明すれば、第５図から第８図に示す如
くである。

第５図は本発明方法の実施状態を示す模式的平面図、第
６図は同じく模式的側面図、第７図は入口側からみた模
式的正面図、第８図はロール軸端の支持構造を示す部分
断面図である。

ロール１１．１１’は中実ビレットエ３の入口側に入口
面角α１のロール面１１ａ、　ｌｌａ　’を、出口側に
出口面角α工のロール面１１ｂ、　ｔｉｂ’を存するコ
ーン型の形状をなし、入口側のロール面１１ａ、　ｌｌ
ａ　’と出口側のロール面１１ｂ、　ｌｌｂ’が交叉す
る位置がゴージ部１１ｇ、　ｌ１ｇ’となっていて、各
ロール軸１１ｃ。

１１０′の両端は軸受１６ａ、１７ａにて支持枠１６．
１７に保持されている。各ロール軸１１ｃ、　ｌｌｃ　
’はその延長線が中実ビレット１３の通過するパスライ
ンＸ−Ｘ線を含む水平面（又は垂直面）に対して相反す
る方向に等しい傾斜角βをもって傾斜設定されると共に
、パスラインＸ−Ｘ線を含む垂直面（又は水平面）に対
して対称をなす交叉角Ｔをもって交叉する如く傾斜設定
されており、矢印で示す如く互いに同一方向へ同一角速
度で回転せしめられるようにしである。

両ロール１１．１１’の間には第７図に示す如くパスラ
インＸ−Ｘ線の上下（又は左右）からホローピース１８
を挟んでガイドシュ１２．１２’が配設されている。′
ガイドシュ１２．１２’は駆動ディスクロールに代えて
もよい。

ゴージ部１１ｇ、　ｌ１ｇ　’から中実ビレット１３の
入口側に向かって所定の距離だけ隔たった位置には後部
をマンドレル１５によって支持された穿孔用プラグＩ４
の先端が位置決めされている。

さて、ここで注目すべきは入口側のロール軸端の支持構
造であり、本発明者の先行発明の穿孔圧延機から大きく
改善がなされている。

第９図は従来におけるロール軸端の支持構造を示す部分
断面図であり、先行発明ではロール２１は入口側及び出
口側のロール面２１ａ、２１ｂ端面より前方に突き出し
た部分のロール軸端末を軸受２６ａ、２７ａによって支
持枠２６．２７に軸支する構造であり、２５゜以上の交
叉角を採るとロール軸の端末が中実ビレット１３のパス
ライン中に入り込むこととなり実質的に圧延を行うこと
が出来なくなる。

これに対して本発明方法を実施する装置では第８図に示
されるようにロール１１のロール軸１１　ｃの両端は夫
々軸受１６ａ、１７ａを介して支持枠１６．１７に軸支
されているが、入口側の軸受１６ａはロール軸１１ｃを
通す軸孔を一部拡径して形成した環状凹所ｌｉｄ内に位
置させ、支持枠１６の支持部もその過半部を環状凹所ｌ
ｉｄ内に位置させである。これによって入口側の軸受１
６ａと進入する中実ビレット１３との機械的干渉が避け
られ、３５°近くまでの交叉角γを採り得ることとなっ
た。このように交叉角γの上限が２５°から３５°まで
大幅に拡大したので、先行発明の如く必ずしもディスク
ロールで押圧しながら穿孔する必要はなくなった。

〔実施例１〕 連続鋳造したオーステナイト系ステンレス鋼製の鋳片の
熱間加工性は相当に劣悪であるが、中でも特に熱間変形
能が劣悪なＮｂ添加のオーステナイト系ステンレス鋼（
１８Ｃｒ−８Ｎｉ−ＩＮｂ）を選び、直径１８７鶴の水
平連続鋳造鋳片の中心部から直径ｄ０−６０ｔｍの中実
ビレットを削り出し、これを供試材として交叉型穿孔圧
延機により高穿孔比の薄肉穿孔試験を行った。

く穿孔圧延機の諸条件〉 ロール交叉角γ　：　２０　’ ロール傾斜角β　：１６゜ ロールゴージ部属径Ｄ：２５０璽震 プラグ直径　　　：５５鶴 ディスクロール径：９００−■ 〈加工条件〉 中実ビレット直径ｄｏｓ６０鶴 ホローシェル外径ｄ　　：６０．７ｍｍホローシェル肉
厚ｔ　　：１．７ｗｍ 穿孔比：９．Ｏ（従来の最大穿孔比３．０〜３．３程度
）拡管比：　１．０１ 肉厚／外径比：２．８％（従来の最小肉厚／外（肉厚比
）　径比８〜１０％） ロールゴージ部直径／中実ビレット直径Ｄ／　ｄ　ｏ　
　：　４．１７ 円周方向と長手方向への圧下配分比は適切で、フレアリ
ングも尻詰まりも発生することな（スムーズな穿孔が出
来た。

特に穿孔過程での回転鍛造効果（マンネスマン効果）が
抑制され、また剪断応力場が解放される結果、驚異的な
超薄肉穿孔でありながら、また材料の熱間加工性が掻め
て劣悪でありながら内面底の発生は全く認められなかっ
た。勿論穿孔作業はきわめて安定しており、２０本穿孔
してフレアリング、尻詰まり、或いはピーリング等のト
ラブルの発生は全くなかった。

中径継目無鋼管の製造法としてマンネスマン−プラグミ
ル製造工程が世界的に広く採用されているが、この工程
は穿孔圧延機でビレットに孔をあけ、ロータリエロンゲ
ータで肉厚を滅じ、プラグミルで更に延伸圧延して肉厚
を減じ、リーラで管の内面を慶き、サイプまたτよスト
レンチレデューサで外径を絞って所定の寸法に仕上げる
ものであるが、本発明の高穿孔比薄肉穿孔法は上記穿孔
圧延機、ロータリエロンゲータ、プラグミル、リーラま
での４台の圧延機の加工を交叉穿孔機１台で実行しよう
とするものであり、本発明の技術思想は特に驚異的な製
造方法であると言える。

〔実施例２〕 熱間加工性が更に劣悪な高合金鋼（２５Ｃｒ−２ＯＮ＋
）を選び実施例１と同様に直径１８７龍の水平連続鋳造
鋳片の中心部から直径ｄｏ＝５５ｍ■のビレットを削り
出し、これを供試材として高拡管比で、且つ薄肉穿孔実
験を行った。

なおディスクロールに代えてガイドシュを用いた。

く穿孔圧延機の諸条件〉 ロール交叉角γ　：３０６ ０−ル傾斜角β　：１２゜ ロールゴージ部面径Ｄ：２４０龍 プラグ直径　　　：１００■■ 〈加工条件〉 中実ビレット直径ｄｏ：５５龍 ホローシェル外径ｄ　　：　１１０．８龍ホローシヱル
肉厚ｔ　　：ｔ、Ｓ龍 穿孔比：３．９（従来の最大穿孔比３．０〜３．３）拡
管比：２．０２（従来の最大拡管比１．０６〜１．０８
）肉厚／外径比：１．６％（従来の最小肉厚／外（肉厚
比）　径比８〜１０％） ロールゴージ部直径／中実ビレット直径Ｄ　／　ｄ　ｏ
　　ｓ　４．３６ 円周方向と長手方向の圧下配分比は適切でフレアリング
も尻詰まりも発生することなくスムーズな穿孔が出来た
。

なお、穿孔したホローピースを拡管圧延する圧延機とし
てロークリエキスパンダなる拡管圧延機が大径継目無管
の製造法として存在するが、その拡管比はたかだか１．
３〜１．５程度であり、拡管後のホローピースの肉厚／
外径比もたかだか５〜７％程度であることを考えれば穿
孔と拡管を同一工程で実施して肉厚／外径比１．５％が
実現出来る本発明の技術思想は特に画期的な製造方法で
あると言える。

さて、この穿孔試験においてもロールゴージ部直径と中
実ビレット直径との相対的関係を適正化しているので穿
孔過程での回転鍛造効果が抑制され、剪断応力場も解放
されて驚異的な拡管穿孔でありながら、また材料の熱間
加工性が極めて劣悪でありながら、穿孔後のホローピー
スには内面疵の発生もな（、また肉厚の真中で割れてラ
ミネーションを発生することもなかった。

勿論、この場合の穿孔作業もきわめて安定しており、２
０本穿孔してフレアリングや尻詰まりなどのトラブルの
発生も皆無であった。また、ディスクロールに代えてガ
イドシュを採用しているの゛　　でピーリングトラブル
の発生もなかった。

〔実施例３〕 実施例１で高穿孔比穿孔、実施例２で高拡管比穿孔に成
功したので、実施例３としてここでは高穿孔比、高拡管
比穿孔実験を行った。供試材は高合金鋼（３０Ｃｒ−４
ＯＮｉ−３Ｍｏ）の鍛伸材であって、中実ビレットの直
径は６０鶴であり、ガイドシュを用いて穿孔した。

〈穿孔圧延機の諸条件〉 ロール交叉角γ　：３０６ ０−ル傾斜角β　：１４゜ ロールゴージ部直径り：２５０龍 プラグ直径　　　＝９０寵 〈加工条件〉 中実ビレット直径ｄｏ：６０鶴 ホローシェル外径ｄ　　：　１０１．８鶴ホローシェル
肉厚ｔ、：ｌ、３■■ 穿孔比：５．Ｏ（従来の最大穿孔比３．０〜３．３程度
）拡管比？　１．７０　（従来の最大拡管比１．０６〜
１．０８）肉厚／外径比：１．８％（従来の最小肉厚／
外径〔肉厚比）　比８〜１０％） ロールゴージ部直径／中実ビレット直径Ｄ／ｄｏ　　：
４．１？ 円周方向と長手方向への圧下配分は適切でフレアリング
、尻詰まりが発生することなく、スムーズな穿孔が出来
た。特に穿孔過程での回転鍛造効果を抑制し得たことに
よって驚異的な高穿孔比で、且つ高拡管比穿孔でありな
がら、また材料の熱間加工性がきわめて劣悪でありなが
ら穿孔後のホローピースには内面疵の発生、肉厚の真中
にラミネーションの発生もなかった。この場合の穿孔作
業もきわめて安定しており、２０本穿孔してフレアリン
グ、尻詰まり、ピーリング等のトラブルの発生は全くな
かった。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては、ロールゴージ部直径
と中実ビレット直径との相対的な関係を適正化している
ので穿孔過程での回転鍛造効果が抑制され、剪断応力場
も解放されることとなり、高加工度で、且つ薄肉穿孔圧
延を内面底、ラミネーシッン、フレアリング、尻詰まり
、ピーリング等のトラブルなしに円滑に行うことが出来
、従来用いられている穿孔圧延機、エロンゲータ、プラ
グミル及びリーラの加工を一基の交叉型穿孔圧延機にて
実施し得ることが可能となり、設備の大幅な省略が図れ
、これに伴う省力化、設置スペースの節減、製管コスト
の低減を図り得るなど本発明は優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明を行う過程で行った実験の結
果を示すグラフ、第５図はその模式的平面図、第６図は
模式的側面図、第７図は入口側から見た模式的正面図、
第８図は本発明方法における高交叉角化を可能としたロ
ール軸端の支持構造を示す部分断面図、第９図は従来に
おけるロール軸端の支持構造を示す部分断面図である。 １１．１１’・・・ロール　ｌｌａ、・・噌凹所１１ｂ
、　ｌｌｂ’・・・軸受　１２．１２’・・・ガイドシ
ュ１３・・・中実ヒレフト　１４・・・プラグ　１５・
・・マンドレル１６、１７・・・支持枠　１６ａ、１７
ａ・・・軸受　１８・・・ボローピース 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫ａ斜角（β） 第　＋ｆＺＩ イ日賦、１ｂ５１角（β） 第　２　図 ６′１８°　　ＴＯ”　　　１２’　　＋４＠１６°　
１８＠４］舛角（ｓ） ４１斜角（／３〕 第　５　　記 ％　６　記 ＄７１！］ 第８１！２１ 第　２Ｉｌｉ］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パスラインを挟んで対設された両端支持のコーン型
   ロールの傾斜角β及び交叉角γを ８°≦β≦２０° ５°≦γ≦３５° １５°≦β＋γ≦５０° の範囲に保持し、またコーン型ロールのゴージ部直径Ｄ
   と中実ビレットの直径ｄ＿０との間に ２．５≦Ｄ／ｄ＿０≦４．５ なる関係を満足させることを特徴とする継目無管の穿孔
   方法。 ２、中実ビレットの直径と穿孔後のホローピースの外径
   、肉厚との間に 穿孔比を４．０以上、 または拡管比を１．１５以上、 または肉厚／外径比を６．５％以下 なる関係を満足させる特許請求の範囲第１項記載の継目
   無管の穿孔方法。